相对论原理

作者简介

洛伦兹【著】【荷兰】【现当代】 ———————————————————— 洛伦兹（H.A.Lorentz,1853—1928），理论物理学家、数学家，经典电子论的创立者，获1902年度诺贝尔物理学奖。 爱因斯坦【著】【美国】【现当代】 ———————————————————— 爱因斯坦（Albert Einstein， 1879—1955），狭义相对论与广义相对论的创立者，获1921年诺贝尔物理学奖，被认为是继伽利略、牛顿之后最重要的物理学家。 闵可夫斯基【著】【德国】【现当代】 ———————————————————— 闵可夫斯基（H. Minkowski，1864—1909），德国数学家，在数论、代数和数学物理上成就显著。 外尔【著】【德国】【现当代】 ———————————————————— 外尔（Hermann Weyl，1885─1955），德国数学家，20世纪上半叶重要的数学家之一。 索末菲【选注】【德国】【现当代】 ———————————————————— 索末菲，德国理论物理学家，在物理科研领域贡献卓著，开创了原子和量子物理学的发展，曾被提名诺贝尔奖84次；同时，他也是一位成功的教育家，截至1928年，在德语世界，几乎三分之一的理论物理教授都是索末菲的学生。 凌复华【译】【中国】【现当代】 ———————————————————— 凌复华，上海交通大学、美国史蒂文斯理工学院教授，已出版译著《阿基米德经典著作集》《几何原本》《圆锥曲线论》等多部。

内容简介

1900年4月27日，在英国皇家学会迎接新世纪的庆祝大会上，著名物理学家开尔文勋爵充满信心地展望未来：“物理学的大厦已经建成，未来的物理学家们只需要做些修修补补的工作就可以了。”然而有趣的是，科学家的慧眼还是使他看到，明朗的天空中还有两朵乌云，一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。 时隔不到一年，就从第一朵乌云中降生了量子论；五年之后，又从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底突破，现代物理学的辽阔天空展现在人们面前。 本书集中了相对论诞生前后，物理学家们为创立这一理论而发表的重要论文。其中不仅包括洛伦兹的前期探索，爱因斯坦建立狭义相对论和广义相对论的开创性论文以及他对宇宙学的创新性研究，还列出了闵可夫斯基把四维时空概念引入相对论的重要工作，外尔试图把电磁场几何化而开创的规范场论的工作，以及索末菲对闵可夫斯基论文中部分内容所加的注释。上面这些文章再现了爱因斯坦等物理学家创建相对论的生动过程，有助于读者理解狭义相对论和广义相对论，也有利于培养读者的创新精神和创新能力。 下面，我将对这些文章以及相对论创建的经过作一个简单的介绍，特别是介绍两篇最重要的爱因斯坦的论文：建立狭义相对论的《论动体的电动力学》和建立弯曲时空理论的《广义相对论基础》。这两篇文章是爱因斯坦一生成就的精髓，最好地体现了他深刻的物理思想，正确地表达了他的狭义相对论与广义相对论的理论内容。 一、相对论诞生的前夜 这一部分包括本书的第一、第二两篇论文，《迈克尔逊的干涉实验》和《低于光速移动系统中的电磁现象》，这两篇论文都是当时电磁学的权威洛伦兹所写，主要讨论了天文学的光行差现象与迈克尔逊实验的矛盾给物理学带来的严重困难，以及他本人提出的解决方案。以太和绝对空间我们先简单回顾一下物理学界对光的本质的争论。从17世纪开始，物理学界对光的本质就存在波动说和微粒说两种理论。先是笛卡儿、惠更斯和胡克等人主张的波动说占上风，年轻的牛顿对这一理论提出挑战，主张光是微粒，不是波。 牛顿的微粒说遭到英国皇家学会干事长胡克的反对，不能在英国皇家学会的刊物上发表。牛顿一气之下从此不再给这家刊物投稿。 然而，波动说存在一个致命的弱点，即一直没有观察到光的干涉现象。后来，随着牛顿在力学研究上的巨大成功，学术界越来越信服牛顿的权威。他主张的微粒说也逐渐占了上风，最后压倒了波动说。此后微粒说统治光学领域长达100多年。直到1801年，以“神童”著称的英国物理学家托马斯·杨，完成了光的双缝干涉实验，确认了光的本质是波动，而且是横波，光的波动说才重新占了上风。 电磁学发展起来以后，人们进一步认识到光波的本质是电磁波，从而把波动光学与电磁学统一起来。 光既然是波动，它的传播就要通过介质，光波就是介质的弹性振动。那么遥远恒星的光是怎么传到我们这里的呢？宇宙空间中存在介质吗？ …… 本书集中了相对论诞生前后，物理学家们为创立这一理论而发表的重要论文。不仅包括洛伦兹的前期探索，爱因斯坦建立狭义相对论和广义相对论的开创性论文以及他对宇宙学的创新性研究，还列出了闵可夫斯基把四维时空概念引入相对论的重要工作，外尔试图把电磁场几何化而开创的规范场论的工作，以及索末菲对闵可夫斯基论文中部分内容所加的注释，再现了创建相对论的生动过程。另外，中译版本附有大量插图，对文中所涉作者之间的关系以及相对论的发展进行了梳理，具有很强的可读性。